对话杰出科技青年奖获得者|辽宁省农业农村系统宋丹:专研黑土、守护耕地,将论文写在大地上
人物简介
宋丹(1982年),土壤学博士,辽宁省农业农村发展服务中心正高级农艺师,辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才、辽宁省“百千万人才工程”百人层次人选、沈阳市高层次人才,沈阳农业大学资源利用与植物保护领域专业学位研究生校外兼职导师。
长期深耕耕地质量保护、黑土保育提效、盐碱地改良、酸化地治理领域,拥有扎实的土壤学理论功底和丰富的一线实践经验,系统掌握耕地质量建设管理方法与提升技术措施,兼具强劲的科研攻关、成果转化与技术推广能力。
科研项目
主持完成“兴辽英才计划”青年拔尖人才项目、辽宁省“百千万人才工程”资助项目等;参与国家自然科学基金、中科院先导专项课题、农业农村部及省级财政等多项耕地质量保护相关课题和项目。核心研究方向为黑土地保育提效、盐碱地精准改良、酸化耕地治理,聚焦农业生产实际痛点开展技术研发与集成创新。
学术成就
深耕耕地质量保护领域多年,在国内外核心期刊发表学术论文30余篇,并担任多部农业相关著作的主编、副主编;主导参与多项地方标准制定,拥有10余项发明专利及计算机软件著作权,科研成果丰硕。主持及参与的科研项目屡获省部、市厅级科技奖励,技术创新与研究能力获行业高度认可。
推广实效
研发的耕地质量提升系列技术在辽宁省内较广范围落地推广,有效提升区域耕地综合产能,大幅增加粮食产量,为地方农业发展创造显著经济、社会和生态效益,成为辽宁耕地质量提升和粮食安全的核心技术支撑。常年主讲省、市、县多级农业科技推广培训班,为农技推广人员、基层工作人员、新型农业经营主体及农户开展专业授课与技术指导,手把手教学,打通农业技术落地“最后一公里”。
一、不再只停留于理论,而是面向生产、面向农户、面向国家重大需求
1.不忘初心、深扎大地
提问:您从土壤学博士毕业后,逐步聚焦于耕地质量保护领域。是否有某个关键项目或实践经历,对您的研究方向产生了深远影响?
宋丹:在我的科研和技术推广道路上,黑土地保护项目是对我研究方向影响最深远、最关键的实践经历。博士毕业后,我长期扎根一线,真正让我把耕地质量保护、科学施肥、中低产田改造等紧密结合起来的就是黑土地保护项目。在项目实施过程中,我亲眼看到黑土地退化、变薄、变瘦、变硬,也深刻认识到,保护黑土地就是保护粮食安全,就是守护我们“耕地中的大熊猫”。正是这段经历,让我坚定了研究方向,不再只停留于理论,而是面向生产、面向农户、面向国家重大需求,把土壤学理论真正用到耕地质量提升上,把科学施肥、秸秆还田、有机肥还田、培肥地力、保护性耕作融为一体。通过黑土地保护项目,我探明了土壤有机碳空间分布特征和固碳潜力,系统开展了土壤增碳培肥、保水护土、高效施肥和丰产高效种植模式等关键技术的研究与示范,也让我深刻认识到,农业科研必须扎根大地、服务生产、解决真问题。可以说,黑土地保护项目不仅指明了我的研究方向,更坚定了我 “把论文写在祖国大地上” 的科研初心与使命担当。
2.职称晋升的核心能力与研践协同
提问:在您从高级农艺师成长为正高级农艺师的过程中,最关键的能力积累是什么?您又是如何平衡科研与实践,让两者互相促进的?
宋丹:职称晋升的核心,我认为是“理论+实践”的双向积累。一方面,扎实的土壤学理论功底是基础,让我能快速定位生产问题的核心症结;另一方面,长期扎根田间的实践经验,让我知道技术创新该往哪个方向发力。在科研与实践的协同上,我坚持“实验室出思路,田间做验证”,比如针对黑土地保护,先在实验室通过土壤检测明确养分需求,再在不同区域设置试验点,跟踪土壤改良状况和作物生长情况,调整方案,最后形成成熟技术再推广。这种“从实践中来,到实践中去”的模式,让科研更有针对性,也让实践更有科学性。
3.三招破解成果转化实际应用中的核心挑战
提问:作为杰出科技青年奖获得者、“兴辽英才计划”青年拔尖人才和“百千万人才工程”百人层次人选,您在学术成长过程中,面临的最大挑战是技术攻关、成果转化,还是团队建设?您是如何逐步突破的?
宋丹:最大的挑战是成果转化。很多技术从理论角度来看效果很好,到了田间却因操作复杂、成本偏高、农户认知不足等问题不被接受。比如我们早期研发的土壤改良技术,虽然改良效果显著,但农户觉得步骤多、费工费时,推广难度很大。突破这个难题,我主要抓住以下三点,一是技术“接地气”,把复杂技术简化成农户一看就懂、一学就会、一用就灵的“傻瓜式”操作;二是做给农户看,建立核心示范田,让农户亲眼看到增产、提质、增收的效果,用事实说话;三是联动多方,联合市县农业农村部门、乡镇农技站、合作社、种植大户,形成“科研+推广+农户”的联动机制,打通技术落地“最后一公里”。同时,在团队建设上,我们吸纳科研、推广、基层一线人员,互补短板,既攻技术难关,也抓转化落地,逐步实现了从“技术研发”到“大面积应用”的闭环。
4.农业科技工作者要把论文写在大地上
提问:您多次获得农业系统“优秀共产党员”、“先进工作者”等荣誉称号。在您看来,农业科技工作者的责任与使命是什么?如何将党建与业务工作深度融合?
宋丹:作为一名农业科技工作者,我的责任与使命就是把论文写在大地上,把技术送到农户家,用科技创新守护粮食安全,用实干担当助力乡村振兴,这既是初心,也是终身追求。作为一名共产党员,我始终坚持党建引领业务、业务检验党建。把支部建在项目一线、建在田间地头,设立党员先锋岗,带头攻关技术难题、带头服务农民群众,把政治忠诚转化为守土有责、科技兴农的实际行动,真正做到心中有党、脚下有土、肩上有责、手中有技。
二、探明辽宁省耕地土壤有机碳分布特征和固碳潜力,集成了适合不同区域耕地地力提升的关键技术模式
5.主持项目解决生产实际
提问:您主持完成的“旱田地力提升与作物丰产增效关键技术研究与应用”项目,核心解决了哪些生产中的实际问题?在技术路径上,与以往研究相比有哪些关键创新?
宋丹:这个项目针对辽宁省旱田耕层厚度变薄、有机质含量下降、土壤性状恶化、水土流失严重及肥料利用率低等制约作物丰产的瓶颈问题,基于38年土壤质量变化数据研究,采用大数据分析和地统计学方法,探明了辽宁省旱地土壤有机碳分布特征和固碳潜力,结合气象、地形地貌和社会经济发展水平等因素,创新了旱地功能区划新方法,完成了旱地功能区划,确定了不同功能区的主导技术和技术优先序。通过长期定位试验,揭示了外源碳转化、固定和提升机理及不同施用(还田)方式培肥效应,突破了土壤增碳培肥、保水护土、高效施肥和丰产高效种植模式等关键技术,实现了旱田地力提升和可持续利用。根据辽宁东部、南部、西部、北部和中部不同生态区特征,集成了辽东水土保持生态功能区集水护土技术模式、辽南土壤持续增碳区培肥增效技术模式、辽西防风蓄水增效区少免耕提效种植技术模式、辽北土壤增碳潜力区增碳丰产技术模式和中部平原化肥减施区化肥减量有机增补技术模式,实现了技术集成创新,创造性构建了“一核心二支点三辐射”的网格式技术推广模式。经济、社会和生态效益显著。
6.黑土地保育的技术体系集成与推广
提问:在黑土地保育方面,您通过长期定位试验明确了农田外源碳转化、固定和提升机制。请您介绍一下,这项研究在技术体系集成上取得了哪些突破?目前已在哪些生态区实现了推广应用?
宋丹:黑土地被称为“耕地中的大熊猫”,是我国乃至世界宝贵的自然资源,东北平原黑土区是世界四大黑土区之一,总面积109万平方千米,位列全球第三。东北黑土地已经成为我国粮食生产的“稳定器”和“压舱石”,为国家粮食安全提供了重要保障。黑土地的核心是有机质,外源碳(如秸秆、有机肥等)是提升黑土有机质的关键。我们通过多年定位试验,摸清了辽宁黑土外源碳转化路径、固定规律、提升地力的核心机制,突破了三大技术瓶颈,一是明确了最佳碳源配比,解决了“施什么、施多少”的问题;二是创新碳氮协同调控技术,让外源碳快速转化为土壤有机质,避免流失;三是创新集成了“一翻两免三还田”高产田保育、“两翻一免三还田”中产田培育、“一翻两免一施肥”低产田改良、“稻茬三还田”地力保育、“稻茬两还田一施肥”地力培肥的“五位一体”关键技术,形成了可复制、可推广的黑土地保护技术模式。目前已在我省7个市17个黑土重点县进行大面积推广应用,有效遏制了黑土退化,解决了黑土地“变薄、变瘦、变硬”的问题,提升了黑土地产能,成为辽宁黑土地保护的核心技术支撑。
7.不同生态区耕地改良“分区治理、一区一技”
提问:针对不同生态区的耕地特点,您团队如何因地制宜制定技术方案?是否有典型区域的成功案例可以分享?
宋丹:坚持“分区治理、一区一技”,以旱地功能区划为基础,针对东部坡耕地较多,水土流失较严重的问题,集成了辽东水土保持生态功能区集水护土技术模式。针对辽南地区光照不足等问题,提出了辽南土壤持续增碳区培肥增效技术模式。针对辽西风蚀沙化问题,提出了辽西防风蓄水增效区少免耕提效种植技术模式。针对辽北土壤有机质下降和有机碳增加潜力大的特征,提出了辽北土壤增碳潜力区增碳丰产技术模式。针对中部耕地过度开发利用,土壤板结和有机质下降等问题,提出了中部平原化肥减施区化肥减量有机增补技术模式。上述模式区域特征明显,技术集成创新性强,发挥了区域优势,解决了制约旱田地力提升和作物丰产的限制因素,促进了区域农业高质量发展。从2015年,我们在辽北黑土区铁岭市推广“辽北土壤增碳潜力区增碳丰产技术模式”,10年来,形成了黑土地保护“昌图模式”,土壤有机质明显提升,玉米单产大幅增加,农户亩均增收显著,成为辽宁黑土地保护的标杆模式。
8.盐碱地改良实现“靶向改良+控盐+培肥”协同+集成轻简机械化配套技术”
提问:您在盐碱地改良方面也开展了系统研究。这些领域当前面临的核心技术瓶颈是什么?您团队采用了哪些技术路径进行突破?
宋丹:近年来,盐碱地改良已上升为保障粮食安全、守住耕地红线、建设农业强国的战略举措,国家高度重视,总书记多次在各地考察时指出,盐碱地综合利用是战略问题、事关粮食安全,要求“挖掘潜力、突破关键技术、加快成果转化”“做好盐碱地特色农业大文章”。2025、2026年中央一号文件均明确,要稳步推进盐碱地综合利用试点。当前,我省盐碱地改良面临的核心技术瓶颈,一是精准改良与长效保持难度大,易出现返盐等问题;二是改良材料功能单一、适配性不足,难以兼顾降盐与培肥地力;三是轻简化、规模化推广技术欠缺,制约大面积应用。对此,团队聚焦区域障碍耕地特点,形成三大技术突破路径,一是探索多功能高效改良材料,实现靶向改良、提质增效;二是构建“控盐+培肥”协同技术体系,提升治理长效性;三是集成轻简机械化配套技术,推动精准治理、大面积推广应用,为耕地质量保护与粮食产能提升提供关键技术支撑。
三、技术创新与农民接受度的平衡机制
9.跟着农民需求走,越简单、实用、越增收越好
提问:在技术推广过程中,您如何平衡技术创新与农民接受度之间的关系?在保障农户利益与推广效果方面,团队有哪些机制?
宋丹:平衡的核心是技术创新跟着农民需求走,创新不是越复杂越好,而是越实用、越简单、越增收越好。我们先做小范围试验,优化技术、降低成本,确保农户能接受、用得起、有效益,再大面积推广。以此原则为前提,我们创建了“效益兜底-全程服务-示范带动”的保障机制,优先推广增产增收明显的技术,推广、培训、指导一条龙,确保农户用得好,让大户先受益,以点带面,让农户自愿采纳,实现技术创新与农户接受度同频共振。
10.科研成果田间转化的路径与推广经验
提问:您主持和参与的项目在辽宁省内较广范围落地推广,有效提升区域耕地综合产能,为地方农业发展创造显著经济与社会效益。请您谈谈,这些成果是如何实现从实验室到田间的有效转化的?在推广机制上有哪些成功经验?
宋丹:实现实验室到田间的跨越,核心是“科研接地气、技术易操作、推广有抓手、效益看得见”。在推广上要实现四步走,第一步,技术本土化,所有成果都基于辽宁耕地特点研发,不照搬外地模式;第二步,示范引领,建高标准示范田,让农户“眼见为实”;第三步,统筹省、市、县、乡、村五级农业农村、农技推广体系及科研教学单位等力量,创新构建“省市县乡村”五级联动、“社会组织+企业+合作社+农民”四核驱动、“核心区-示范区-辐射区”三区引领、“专家包县包户”两包服务、“质量监测”一个平台的“54321”技术推广机制;第四步,培训赋能,手把手教、面对面讲,让农户掌握技术要领。同时坚持“效益优先”,所有推广技术都以“增产、提质、省钱、增收”为目标,农户得到实实在在的好处,技术转化才能自然顺畅高效。
11.基层农技培训的需求与有效方式
提问:您常年主讲省、市、县各级农业科技推广培训班,为农技人员、基层工作人员、新型农业经营主体及农户进行专业授课与技术指导,您认为基层农技推广人员和农户最需要什么样的技术支持?在培训方式上,您有哪些行之有效的做法?
宋丹:在农技推广的过程中,对基层农技人员和农民的培训是重要的一环,也是决定技术能否真正落地实施的关键一环,农民最需要“简单、实用、见效快、低成本”的技术,不搞花架子,要能直接解决生产难题、带来实实在在收益。因此,针对农民的需求,我们重点开展了“接地气”的授课,少讲理论、多讲实操,用方言土语把技术讲透,采用“案例教学”的方式,用身边农户的成功案例说话,更有说服力;以“田间课堂”为主,把课堂搬到地里,现场示范、现场操作、现场解答;培训后持续答疑指导,长期跟踪,确保学懂、会用、见效。这样的培训,基层农技人员听得懂、农户学得会,真正提升了技术落地能力。
四、科研体系与行业贡献
12.学术研究与技术推广的体系构建
提问:在学术研究与技术推广并重的情况下,您如何构建自己的科研体系和推广体系?如何确保研究的系统性与连续性?
宋丹:在日常工作中,始终围绕耕地质量保护与提升这一核心,开展黑土地保护、盐碱地改良、酸化地治理等技术研究与探索,构建了“问题调研-科研攻关-试验示范-推广应用-总结提升”的闭环式科研与推广体系建设。再此过程中,紧盯生产需求,所有研究都源于田间问题,不做无意义的纯理论研究,开展长期定位监测,坚持多年试验、持续跟踪,积累一手数据,保证研究精度,做好研推互促,把推广中的问题反馈到科研,把科研成果落地到推广,相互支撑、持续深化,固定研究方向,持续积累技术、经验、数据,形成连贯的科研脉络,确保研究不断层、有深度、成体系。
13.多元研究方向的内在逻辑与未来重点
提问:您目前正致力于黑土地保护、盐碱地改良、酸化耕地治理等方面的研究。请您谈谈,这些研究方向之间的内在逻辑是什么?未来3-5年,您团队的研究重点将聚焦于哪些关键问题?
宋丹:这几方面的研究内在逻辑是高度一致的,全部围绕耕地质量保护这一国之大者,直接关系到国家粮食安全。黑土地保护是守护核心粮仓,盐碱地改良和酸化耕地治理是拓展耕地资源,几者相辅相成,共同支撑辽宁耕地质量保护和农业可持续发展。未来3-5 年,我们将持续关注黑土地保护“提质增效”,深化有机质提升、产能稳产技术;障碍土壤“精准改良”,实现盐碱地、酸化地低成本高效治理;采用“数字化赋能”,推动耕地质量监测,构建更高水平的耕地保护技术体系。
五、行业展望与社会责任
14.耕地质量保护领域的短板与突破策略
提问:当前我国耕地质量保护与提升领域,在核心技术自主创新、基层技术推广体系建设、政策支撑与长效机制等方面,还存在哪些短板?您认为应如何突破?
宋丹:从核心技术上看,部分技术模式、智能化农机仍存在差距,精准改良技术适配性还有待提升;从基层推广上看,推广力量不足、手段传统,技术落地“最后一公里”仍有堵点;从长效机制上看,耕地保护投入、激励、监管机制不够完善,农户主动保护意识有待加强。针对以上问题,我们通过强化自主创新,聚焦卡脖子问题开展技术攻关,持续研发本土化、低成本、高效能的土壤改良技术。同时,进一步加强推广体系建设,充实基层力量,创新推广方式。从完善长效机制角度来看,也建议国家和省加大政策扶持,健全激励机制,让“保护耕地有功、提升地力受益”成为共识,构建政府、科研、农户、社会协同共治的格局。
15.青年农业科技人员要接地气、多下田、融入三农事业
提问:作为长期扎根基层的农业科技工作者,您对青年农业科技人员在科研思维、实践能力、职业发展方面有何建议?他们应如何在服务“三农”中找到持续深耕的方向?
宋丹:青年农业科技人员拥有前沿知识、创新思维、数字素养与实干精神,这一点弥补了传统农业人才断层,推动农业从传统模式向现代农业、智慧农业与生态农业跨越,在保障粮食安全、推动产业升级、促进乡村振兴等方面发挥不可替代的作用。对于青年农业科技人员,我有三点建议,第一,科研要接地气,不做“象牙塔”研究,紧盯农业生产、农民需求,把论文写在田野上;第二,要扎根基层练本领,多下田、多动手、多跟农户交流,实践出真知,基层是最好的课堂;第三,坚守初心有情怀,农业科研周期长、见效慢,要耐得住寂寞、守得住初心,把保障粮食安全、助力农民增收作为使命。只要把个人成长融入国家“三农”事业,聚焦耕地保护、粮食安全这些国之大者,就一定能找到持续深耕的方向,在服务三农中实现人生价值。
16.耕地保护科普的形式与实践计划
提问:公众对耕地保护、科学施肥、黑土地保护的认知仍有提升空间。您认为应通过哪些科普形式(如短视频、田间课堂、农民培训)提升认知度?您和团队目前有哪些科普实践或计划?
宋丹:科普要贴近大众、通俗易懂、形式鲜活。目前,比较行之有效的科普形式包括,田间课堂,现场讲解、现场演示,这几种形式是最直观的。还可以用短视频、新媒体的方式,用短平快的内容,普及耕地保护知识。发放科普手册、进行乡村宣讲也是一种面对面交流的方式,通过走进基层、走进农户,进行精准科普。这么多年来,我们团队坚持开展科技下乡、田间培训、科普宣讲,编写通俗易懂的技术手册、科普读物,下一步计划加大新媒体科普力度,制作耕地保护、科学施肥短视频,让更多人关注黑土、守护耕地,凝聚全民保护共识。
17.耕地质量保护的国际竞争力与话语权提升
提问:在国际学术舞台上,您认为我国在耕地质量保护领域的核心竞争力是什么?未来如何进一步提升我国在该领域的学术影响力与技术话语权?
宋丹:耕地质量保护是国家粮食安全、生态安全、乡村振兴与农业强国建设的根本性、基础性、战略性支撑,直接关系中华民族永续发展,具有不可替代的极端重要性。在国际学术舞台上,我国在耕地质量保护领域的核心竞争力,源于超大规模的国家工程实践、长期积累的本土数据、完备的学科体系与解决复杂问题的技术模式,整体已从“跟跑”转向“并跑”,在应用研究、区域治理、大数据与工程化方面具备显著优势。具体来说,我国幅员辽阔、耕地类型多样,拥有丰富的土壤研究资源、全球独一无二的长期定位试验与土壤大数据资源;国家高度重视,政策支持力度大,科研投入持续增加;我们有大量扎根一线的科研人员,积累了丰富的本土化实践经验和实用技术,尤其在黑土保护、中低产田改良等领域,形成了中国特色技术体系。未来我们要强化基础研究和原始创新,攻克前沿理论和关键技术,推动技术标准化、国际化,把中国方案、中国标准推向世界。加强国际合作交流,分享中国经验,参与国际规则制定,培育高端人才,提升国际学术影响力,让中国耕地保护技术领跑全球。
图片来源:受访者供图
文/季绍华、孟庆杨
